پروتئین ها به عنوان مجری فعالیت های زندگی، عملکردهای بیولوژیکی خاص خود را از طریق فعل و انفعالاتی مانند تشکیل کمپلکس های پروتئینی انجام می دهند. اثرات محلی سازی، اثرات ازدحام و ریزمحیط اندامک ها در سلول ها برای حفظ ساختار و عملکرد کمپلکس های پروتئینی بسیار مهم هستند.
اخیراً، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور ژانگ لیهوا از مؤسسه فیزیک شیمی دالیان (DICP) آکادمی علوم چین (CAS) یک اتصال دهنده متقاطع قابل شکافت بر اساس طیف سنجی جرمی مبتنی بر پیوند گلیکوزیدی ایجاد کرده است که باعث بهبود توان تجزیه و تحلیل داده ها و دقت شناسایی اطلاعات پیوند متقابل با دوزیستی خوب و زیست سازگاری. این امکان اتصال متقاطع در داخل بدن مجتمع های پروتئینی در سلول های زنده را فراهم می کند و به تجزیه و تحلیل در مقیاس بزرگ و دقیق دست می یابد.
این مطالعه در منتشر شده است Angewandte Chemie International Edition در 30 مارس
طیف سنجی جرمی پیوند متقابل شیمیایی (CXMS)، به ویژه CXMS درون تنی، یک تجزیه و تحلیل در مقیاس بزرگ از ترکیب درجا و رابط تعامل مجتمع های پروتئینی در سلول های زنده است. با این حال، CXMS in-vivo در سلول‌های زنده با چالش‌هایی مانند اختلال سلولی بالا و بازیابی طیف پیچیده پپتیدهای متقاطع مواجه است.
در این مطالعه، محققان پیوندهای گلیکوزیدی را در طراحی پیوندهای متقابل عملکردی بر اساس زیست سازگاری بالای مولکول‌های گلوکز و ویژگی شکافتنی پیوندهای گلیکوزیدی با طیف سنجی جرمی وارد کردند. آنها ترهالوز، یک مولکول بسیار زیست سازگار، را به عنوان مولکول اسکلت غربال و به دست آوردند و یک اتصال دهنده متقاطع قابل شکافت با طیف سنجی جرمی، ترهالوز دی سوکسینیمیدیل سوکسینات (TDS) ایجاد کردند.
این پیوند متقاطع حفظ زنده ماندن سلولی را در مقایسه با پیوندهای متقاطع شیمیایی قابل نفوذ در غشاء نشان داد و اتصال متقابل کمپلکس‌های پروتئینی را در سلول‌ها در شرایط اختلال کم فعال کرد.
محققان دریافتند که حالت تکه تکه شدن انتخابی با طیف سنجی جرمی پیوند پپتیدی پیوند گلیکوزیدی کم انرژی، پیچیدگی تجزیه و تحلیل طیف قطعه پپتید متقاطع را کاهش می دهد و به طور قابل توجهی کارایی و دقت شناسایی پپتید متقابل را بهبود می بخشد.
آنها ترکیب 1453 پروتئین مربوط به بیش از 3500 جفت پپتید متقاطع و 843 اطلاعات برهمکنش پروتئین-پروتئین را از سلول های Hela شناسایی کردند.
ما به طور دقیق پیوند متقابل و تجزیه و تحلیل جهانی مجتمع های پروتئینی در سلول های زنده را درک کرده ایم و ابزار مهمی را برای کاوش در مکان های تعامل تنظیم عملکرد پروتئین در ریزمحیط سلول زنده ارائه کرده ایم.
پروفسور ژانگ لیهوا، موسسه فیزیک شیمی دالیان (DICP)، آکادمی علوم چین (CAS)
منبع:
موسسه فیزیک شیمی دالیان، آکادمی علوم چین
مرجع مجله:
چن، جی. و همکاران. (2023). پیوند متقاطع قابل جداسازی با طیف سنجی جرمی مبتنی بر پیوند گلیکوزیدی، اتصال متقابل In Vivo را برای تجزیه و تحلیل مجتمع پروتئینی امکان پذیر می کند. Angewandte Chemie International Edition. doi.org/10.1002/anie.202212860.